Un vehicul tradițional pe combustibil necesită aproximativ 500 până la 600 de cipuri, iar aproximativ 1.000 de mașini ușoare mixte, vehicule hibride plug-in și vehicule pur electrice necesită cel puțin 2.000 de cipuri.
Aceasta înseamnă că, în procesul de dezvoltare rapidă a vehiculelor electrice inteligente, nu numai cererea de cipuri de proces avansate a continuat să crească, dar și cererea de cipuri tradiționale va continua să crească. Acesta este MCU-ul. Pe lângă creșterea numărului de biciclete, controlerul de domeniu aduce și o nouă cerere pentru MCU-uri cu securitate ridicată, fiabilitate ridicată și putere de calcul ridicată.
MCU, unitate microcontroler, cunoscută sub numele de microcomputer/microcontroler/microcomputer cu un singur cip, integrează funcțiile CPU, memoria și periferice pe un singur cip pentru a forma un computer la nivel de cip cu funcție de control. Este utilizată în principal pentru a realiza procesarea și controlul semnalului. Este nucleul sistemului de control inteligent.
Microcontrolerele și electronica auto, industria, computerele și rețelele, electronica de larg consum, electrocasnicele și Internetul Lucrurilor sunt strâns legate de viețile noastre. Electronica auto este cea mai mare piață în domeniul electronicii auto, iar electronii auto reprezintă 33% la nivel global.
Structura MCU
Unitatea microcontroler (MCU) este compusă în principal din procesorul central, memoria (ROM și RAM), interfața I/O de intrare și ieșire, portul serial, contorul etc.
CPUUnitatea Centrală de Procesare, un procesor central, este componenta principală din interiorul microcontrolerului (MCU). Componentele componente pot efectua operațiuni logice aritmetice de date, procesarea variabilelor pe biți și operațiunile de transmitere a datelor. Părțile de control coordonează munca secvențial, într-un anumit interval de timp, pentru a analiza și executa instrucțiunile.
ROMMemoria doar pentru citire este o memorie de program utilizată pentru stocarea programelor scrise de producători. Informațiile sunt citite într-un mod nedistructiv. Esență
RAMMemoria cu acces aleatoriu (RAND Access Memory) este o memorie de date care face schimb direct de date cu procesorul (CPU), iar datele nu pot fi păstrate după întreruperea alimentării. Programul poate fi scris și citit în orice moment în timpul rulării și este utilizat în general ca mediu temporar de stocare a datelor pentru sistemele de operare sau alte programe care rulează.
Relația dintre CPU și MCU:
CPU-ul este nucleul controlului operațional. Pe lângă CPU, MCU conține și memorie ROM sau RAM, care este un cip la nivel de cip. Cele mai comune sunt SOC (System On Chip), care sunt numite cipuri la nivel de sistem și pot stoca și rula cod la nivel de sistem, pot rula QNX, Linux și alte sisteme de operare, inclusiv unități multiple de procesor (CPU + GPU + DSP + NPU + stocare + unitate de interfață).
Cifre MCU
Numărul se referă la lățimea fiecărui MCU în care procesează date. Cu cât numărul de cifre este mai mare, cu atât capacitatea de procesare a datelor MCU este mai mare. În prezent, cele mai importante sunt 8, 16 și 32 de cifre, dintre care 32 de biți reprezintă cea mai mare parte și cresc rapid.
În aplicațiile electronice auto, costul MCU pe 8 biți este scăzut și ușor de dezvoltat. În prezent, acesta este utilizat mai ales pentru control relativ simplu, cum ar fi iluminatul, apa de ploaie, geamurile, scaunele și ușile. Cu toate acestea, pentru aspecte mai complicate, cum ar fi afișajul instrumentelor, sistemele de informații despre divertismentul vehiculului, sistemele de control al puterii, șasiul, sistemele de asistență la conducere etc., în principal pe 32 de biți și evoluția iterativă a electrificării, inteligenței și rețelelor auto, cerințele de putere de calcul pentru MCU sunt, de asemenea, din ce în ce mai mari.
Autentificarea mașinii MCU
Înainte ca furnizorul de MCU să intre în sistemul lanțului de aprovizionare OEM, este în general necesară finalizarea a trei certificări majore: etapa de proiectare trebuie să respecte standardul de securitate funcțională ISO 26262, etapa de flux și ambalare trebuie să respecte AEC-Q001 ~ 004 și IATF16949, precum și în etapa de testare a certificării trebuie să respecte AEC-Q100/Q104.
Printre acestea, ISO 26262 definește cele patru niveluri de securitate ASIL, de la scăzut la ridicat, A, B, C și D; AEC-Q100 este împărțit în patru niveluri de fiabilitate, de la scăzut la ridicat, 3, 2, 1 și respectiv 0, 3, 2, 1 și 0. Esență: Certificarea seriei AEC-Q100 durează, în general, 1-2 ani, în timp ce certificarea ISO 26262 este mai dificilă, iar ciclul este mai lung.
Aplicarea MCU în industria vehiculelor electrice inteligente
Aplicațiile MCU în industria auto sunt foarte largi. De exemplu, se regăsesc în accesorii pentru caroserie, sisteme de alimentare, șasiu, divertisment și informații despre vehicule și condus inteligent. Odată cu apariția erei vehiculelor electrice inteligente, cererea oamenilor pentru produse MCU va fi și mai mare.
Electricizare:
1. Sistem de gestionare a bateriei BMSBMS trebuie să controleze încărcarea și descărcarea, temperatura și echilibrarea bateriei. Placa principală de control necesită un MCU, iar fiecare consolă slave necesită, de asemenea, câte un MCU;
2.VCU controler vehiculGestionarea energiei vehiculelor electrice trebuie să crească controlerul vehiculului și, în același timp, acesta este echipat cu MCU-uri de înaltă performanță pe 32 de biți, care sunt diferite de planurile fiecărei fabrici;
3.Controler motor/controler cutie de vitezeÎnlocuire din stoc, controler motor MCU pentru vehicule electrice cu invertor. Datorită vitezei mari a motorului, reductorul trebuie decelerat. Controlerul cutiei de viteze.
Inteligență:
1. În prezent, piața auto autohtonă se află încă în stadiul de penetrare de mare viteză L2. Având în vedere considerațiile cuprinzătoare privind costul și performanța, producătorii de echipamente originale (OEM) își extind funcția ADAS, adoptând în continuare o arhitectură distribuită. Odată cu creșterea ratei de încărcare, crește și MCU-ul procesării informațiilor senzorilor.
2. Datorită numărului tot mai mare de funcții ale cabinei de pilotaj, rolul cipurilor de energie nouă mai mare devine din ce în ce mai important, iar statutul MCU corespunzător a scăzut.
Meșteșuguri
MCU-ul în sine are cerințe prioritare pentru puterea de calcul și nu are cerințe ridicate pentru procese avansate. În același timp, stocarea încorporată limitează, de asemenea, îmbunătățirea procesului MCU. Utilizați procesul de 28nm cu produse MCU. Specificațiile regulamentelor vehiculelor se referă în principal la napolitane de 8 inci. Unii producători, în special IDM, au început să se transplanteze pe o platformă de 12 inci.
Procesele actuale de 28nm și 40nm sunt principalele pe piață.
Întreprinderi tipice din țară și din străinătate
Comparativ cu microcontrolerele de consum și cele industriale, microcontrolerele de nivel auto au cerințe mai mari în ceea ce privește mediul de operare, fiabilitatea și ciclul de aprovizionare. În plus, este dificil de accesat, astfel încât structura pieței microcontrolerelor este, în general, relativ concentrată. În 2021, primele cinci companii de microcontrolere din lume au reprezentat 82%.
În prezent, MCU-ul la nivel de automobile din țara mea este încă în perioada de introducere, iar lanțul de aprovizionare are un mare potențial pentru alternativizarea terenurilor și a industriei interne.
Data publicării: 08 iulie 2023
